Approche probabiliste de la durée de vie d'un composite unidirectionnel à matrice métallique en fatigue oligocyclique axiale

Abstract

Ce travail propose la construction d’un modèle de durée de vie pour un composite unidirectionnel à matrice métallique (SCS-6/Ti6242) soumis à un chargement de fatigue oligocyclique axiale. Ce genre de composite doit être utilisé comme renfort circonférentiel d’une nouvelle génération de compresseur dans les moteurs d’avion : les ANnneaux Aubagés Monoblocs (ANAM). En régime oligocyclique, la ruine du matériau est pilotée par les ruptures de filaments et leurs interactions. L’approche adoptée consiste dans un premier temps à identifier le caractère statistique à rupture in situ des filaments par l’analyse d’un essai de fragmentation. Le report de charge consécutif aux ruptures est ensuite évalué à l’aide de modèles éléments finis en trois dimensions. L’écrouissage cyclique de la matrice métallique et ses conséquences sur le chargement global du renfort est modélisé via une technique d’homogénéisation périodique. Ces trois mécanismes principaux sont alors assemblés pour construire le modèle de durée de vie SIRCUD-3. L’utilisation d’outils numériques parmi lesquels une loi de comportement élasto-viscoplatique pour la matrice titane et une loi d’interface cohésive pour l’interface fibre/matrice améliore la précision des modèles antérieurs. Les durées de vie obtenues à l’aide du code SIRCUD-3 montrent un bon accord avec l’expérience lors des premières confrontations proposées.